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1、2022年高中物理必修一教案:1-4 實(shí)驗(yàn):用打點(diǎn)計時器側(cè)速度(2)
課題
1.4實(shí)驗(yàn):用打點(diǎn)計時器測速度(2)
課型
新授課
教學(xué)
目標(biāo)
知識與技能
1、理解根據(jù)紙帶測量速度的原理并測量瞬時速度.
2、明確速度一時間圖象的物理意義,描點(diǎn)法畫圖象的方法,并畫出該實(shí)驗(yàn)中的速度一時間圖象,能從圖象中獲取有用的信息.
過程與方法
1、通過畫速度一時間圖象培養(yǎng)學(xué)生用圖象法處理數(shù)據(jù)的能力,體驗(yàn)數(shù)學(xué)工具在物理發(fā)展中的作用.
2、體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)中理性思維的重要,既要動手,更要動腦.
3、經(jīng)歷科學(xué)探究過程,認(rèn)識科學(xué)探究的意義,嘗試應(yīng)用科學(xué)探究的方法研
2、究物體運(yùn)動.
情感態(tài)度與價值觀
1、體驗(yàn)用圖象的方法描述物理現(xiàn)象的樂趣.培養(yǎng)學(xué)生用數(shù)學(xué)方法處理物理問題的意識.培養(yǎng)學(xué)生敢于創(chuàng)新和實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神.
重點(diǎn)
難點(diǎn)
重點(diǎn):會用描點(diǎn)法描繪物體的速度一時間圖象,并從中獲取物理信息
難點(diǎn):用描點(diǎn)法畫圖象的能力.
教具
準(zhǔn)備
多媒體課件、紙帶、刻度尺、坐標(biāo)紙.
課時
安排
一課時
教學(xué)過程與教學(xué)內(nèi)容
教學(xué)方法、教學(xué)手段與學(xué)法、學(xué)情
一、紙帶的處理(速度的計算)
師:怎樣根據(jù)紙帶上的點(diǎn)跡計算紙帶的平均速度?
生:測出兩個點(diǎn)間的距離,數(shù)一下這兩個點(diǎn)間共有多少個時間間隔,即有多少個0.02 s,用這個總距
3、離去除以所需用的時間.
【課堂訓(xùn)練】
出示題目:打在紙帶上的點(diǎn),記錄了紙帶的運(yùn)動時間.如果把紙帶和運(yùn)動的物體連接在一起,紙帶上的點(diǎn)就相應(yīng)地表示出運(yùn)動物體在不同時刻的位置.研究紙帶上的點(diǎn)子之間的間隔,就可以了解運(yùn)動物體在不同時間內(nèi)發(fā)生的位移,從而了解物體的運(yùn)動情況.請你用簡短的語言描述圖1·4—3所示每條紙帶記錄的物體的運(yùn)動情況.
參考答案:(a),(b)的各點(diǎn)分布較為均勻,是勻速運(yùn)動,但從點(diǎn)子的疏密程度來看,(b)上的點(diǎn)子較稀疏,所反映的物體運(yùn)動較快,速度較大.(c)表示物體運(yùn)動得越來越快,速度在增大,(d)表示物體運(yùn)動得越來越慢,速度在減小.
(1)、用打點(diǎn)計時器測量瞬時速度
4、思想方法,用某段時間內(nèi)的平均速度粗略代表這段時間內(nèi)的某點(diǎn)的瞬時速度.所取的時間間隔越接近試點(diǎn),這種描述方法越準(zhǔn)確.
示例:如圖1—4—4,測量出包括E點(diǎn)在內(nèi)的D,F(xiàn)兩點(diǎn)間的位移△x和時間△t,算出紙帶在這兩點(diǎn)間的平均速度v=△x/△t,用這個平均速度代表紙帶經(jīng)過E點(diǎn)時的瞬時速度.
△x/△t可以大致表示正點(diǎn)的瞬時速度,D、F兩點(diǎn)離E點(diǎn)越近,算出的平均速度越接近正點(diǎn)的瞬時速度.然而D,F(xiàn)兩點(diǎn)距離過小則測量誤差增大,應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況選取這兩個點(diǎn).
學(xué)生根據(jù)粗略表示某點(diǎn)瞬時速度的方法,選擇合適的計數(shù)點(diǎn),測量包含這個點(diǎn)的一段時間內(nèi)的位移△x,同時記錄對應(yīng)的時間△t,填人教材第21
5、頁中設(shè)計好的表1中.
根據(jù)v=△x/△t算出剛填完的表1中各點(diǎn)附近的平均速度,把它當(dāng)作計時器打下這些點(diǎn)時的瞬時速度,抄人教材第22頁表2中.從該表中能粗略看出手拉紙帶運(yùn)動的速度變化情況.
(2)、用圖象表示速度
師:剛才我們從表2中的數(shù)據(jù)可以粗略看出我們自己手拉紙帶運(yùn)動的速度變化情況,圖象是表示變化規(guī)律的好方法,我們可以用圖象來描述物體的速度變化情況,那么怎樣用圖象來表示物體運(yùn)動的速度呢?請同學(xué)們先看課文并回答.
生:在方格紙上建立直角坐標(biāo)系,用縱坐標(biāo)表示物體運(yùn)動的速度,用橫坐標(biāo)表示時間,根據(jù)表中各時刻的速度.將(v,t)作為一組坐標(biāo)在圖象中描點(diǎn),將點(diǎn)連線后得出的圖象稱為速度一時間圖象
6、(v—t圖象),簡稱速度圖象.
學(xué)生具體操作描點(diǎn).
師:我們從根據(jù)實(shí)測數(shù)據(jù)所描的點(diǎn),可以從這些點(diǎn)的走向大致看出紙帶速度的變化規(guī)律.
師:為了更清晰,你可以把這些點(diǎn)用折線連起來.
在老師的提示和幫助下連線.
師:速度的實(shí)際變化應(yīng)該是比較平滑的,所以,如果用一條平滑的曲線來“擬合”這些點(diǎn),曲線反映的規(guī)律應(yīng)該與實(shí)際情況更接近.指導(dǎo)學(xué)生換用紅色筆用平滑的線將剛才描過的點(diǎn)再重新描畫一遍.
師:我們現(xiàn)在來觀察圖象,可以更形象直觀地顯示自己手拉紙帶的運(yùn)動情況.
【討論】
百米賽跑時運(yùn)動員的速度從始至終是不變的嗎?如果有變化,你估計是怎樣變化的?某位運(yùn)動員的百米賽跑的成績是10.57s,按照你
7、的估計畫出他在這段時間的v—t圖象的草圖.
如果是沒有受過訓(xùn)練的同學(xué)跑百米,他的v—t圖象的形狀可能有什么不同?
參考提示:運(yùn)動員的百米賽跑中,速度變化較大.大致可以分為三個階段,啟動階段,速度從零迅速增大,中間階段,這一階段速度幾乎不變:沖刺階段,速度逐漸增到最大.如圖1—4—6所示.
如果是沒有受過訓(xùn)練的同學(xué)跑百米,他的速度可能是先增加到最大,然后又逐漸減小.如圖1—4—7所示.
【小結(jié)】
電磁打點(diǎn)計時器和電火花計時器都是記錄運(yùn)動物體在一定時間間隔內(nèi)位移的儀器.v—t圖象:表示做直線運(yùn)動物體的速度隨時間變化的規(guī)律.某段時間圖線與時間軸圍成的面積值表示該段時間內(nèi)物體通過的位移大
8、小.形狀一樣的圖線,在不同圖象中所表示的物理規(guī)律不同.
提出問題
引入課程
運(yùn)動描述
方法說明
數(shù)據(jù)記錄
數(shù)據(jù)處理
數(shù)學(xué)工具的應(yīng)用
練習(xí)鞏固
總結(jié)說明
板書
§1.4 實(shí)驗(yàn):用打點(diǎn)計時器測速度
1.測量瞬時速度:用包含某點(diǎn)在內(nèi)的一段時間內(nèi)的平均建度粗略表示該點(diǎn)的瞬時速度
2.速度時間圖象:以時間為橫軸,速度為縱軸,描點(diǎn)連線作圖象.
教學(xué)
反思